“杰青”的“電熨斗”
——北理工青年學者王博教授的育人之道
發布日期：2017-08-30 供稿：黨委宣傳部 楊晶 王征 編輯：楊晶 審核：趙文祥、包麗穎 閱讀次數：
【編者按】三尺講臺，育萬千棟梁。在北理工的校園中，一代代辛勤耕耘在育人一線的師者們，用自己對學生的愛心，對事業的奉獻，澆灌桃李滿天下，培育了一批批傳承紅色基因的北理英才。在第33個教師節到來之際，黨委宣傳部統籌策劃，推出教師節系列專題報道，走近北理工師者。
歲首，一則“北理工教授研發出凈化空氣新材料，PM2.5濾除率超99%”的新聞被各大媒體爭相報道，國際權威學術期刊《nature》報道了北京理工大學化學與化工學院國家杰出青年基金獲得者王博教授及其團隊在運用金屬有機骨架化合物（MOFs）材料，有效濾除空氣中PM2.5和PM10污染物的研究成果。
王博教授實驗室蘊含“育人故事”的電熨斗
研究“治霾神器”的王博教授實驗室位于北理工良鄉校區生態樓。在先進的實驗室中，有一把普通的電熨斗格外引人注目，“家用電器”突兀地出現在高大上的先進科學儀器中，強烈的違和感，似乎在告訴我們，電熨斗的故事并不簡單。
讓本科生拿下頂級期刊的“電熨斗”
金屬有機骨架化合物（MOFs）材料的研究是王博課題組最核心的研究方向，這種新型的MOF材料，被形象化地叫做“分子海綿”或“智能分子”，雖然用途廣泛，但是其日常形態呈現粉末狀，易碎，難加工、難成型，這是全世界MOF材料研究者共同致力于解決的重要命題。如何創新出新的方法，實現MOF材料有效加工，使之成為真正的功能材料，走出實驗室，成為王博和學生們的研究重點之一。
2014年10月上旬的某日，王博與課題組的博士生陳宜法、本科生李思清和裴筱琨開展日常研究討論，在不使用溶劑的情況下，可否通過施加壓力和溫度等物理手段來直接合成MOF材料，使之在基底材料上“長”成一層薄薄的膜。面對看似復雜的問題，剛上大二就來到課題組的李思清突發奇想地冒出一句：“這不就是攤煎餅果子嘛！”“你的這個想法很有趣，但是我們總不能把一個煎餅果子攤子擺在實驗室吧，不便操作，占地大，能耗高，有安全威脅，而且不能作為可靠的實驗器材，質地粗糙，沒法保證把MOF晶體鋪得均勻平整，無法從上方加壓，加工精度必然不高。你們想想還有沒有更加便攜和方便操作的器材呢？”面對學生的“奇葩”想法，王博并沒有立刻制止，而是順著學生的思維，鼓勵和啟發他們往下探究更好的方法。
“電餅鐺怎么樣？不僅小，能把MOF均勻分散，還可以雙向加壓加熱。”李思清再次發揮了“吃貨”精神，提出了另一種加工食品的電器。“那你就弄一個電餅鐺吧，先試試看。”王博不假思索，大膽鼓勵他們勇于嘗試。隨后，學生們經過認真討論，選擇了另一個更為小巧、便宜可控的工具——電熨斗，完全符合平整、加熱、加壓這些實驗要求。說干就干，買來電熨斗的學生們，經過不斷嘗試，最后成功地利用電熨斗，將MOF材料在鋁箔、布匹、玻璃和金屬網等各種基底上燙熨成膜，精細度甚至達到一根絲上可以粘附五十納米MOF材料，如此薄膜就像“長”在基底上面，附著堅固，打磨不掉。
正是源自這個小小的電熨斗，一篇題為“A Solvent-Free Hot-Pressing Method for Preparing Metal-Organic-Framework Coatings”（一種無溶劑熱壓法用于金屬有機骨架材料涂層的制備）的論文，最終發表于世界化學類頂級期刊Angewandte Chemie International Edition （《德國應用化學》）。
王博教授的學生李思清（左）和裴筱琨（右）
讓一把電熨斗闖入實驗室，雖然看似輕松隨意，但其實體現了王博一直以來秉承的育人理念，即注重引導和培養學生發現問題、解決問題的能力。“作為教師，我對學生就是發揮宏觀指導和啟發作用，學生敢想敢做，不走常規，學習能力和創造能力極強。”談到該項目中本科生的參與以及貢獻，王博直言：“不要小看一個學生的力量，不要輕視任何一個學生，只要悉心培養，每個學生都可以想得廣、走得遠。”
無論是本科生，還是研究生，王博都強調啟發和激勵，特別是對低年級學生從不“打擊”。無知者無畏，不懂未必全然是壞事，反而帶來力量，“Think out off box (打破常規)”成為他鼓勵學生的口頭禪。王博希望學生能夠對所學加以變通，要做科學家而不是工匠，因此他總是在過程中給予學生足夠的引導與信任，以開放和尊重的心態讓他們放手去做。
當提及闖入實驗室的電熨斗時，王博對學生贊譽有加：“真正的大師，是用極其簡單的方法，來解決一個極其復雜的問題，而不是由一個極其復雜的方法，來解決一個簡單的問題。”
實驗室“小本”成長四部曲，悉心栽培“潛力股”
讓電熨斗闖入實驗室，既是對學生奇思妙想的保護，更應該歸功于學校采取的各項支持引導政策，推動本科生群體早接觸科技創新和科學研究，早進入專業實驗室。對這一點，王博非常肯定，在他觀念里，本科生進實驗室和接觸科研之于人才培養意義深遠，第一是分流，第二是鼓勵，第三是引導。
“分流”就是因材施教，“并不是所有學生都對科研感興趣，沒必要逼著他們進實驗室。對學有余力的學生，愿意投入時間和精力來做科研，就需要重視、鼓勵他們進實驗室。”而談及如何發現有科研潛質的學生，王博的方法是廣泛啟迪與個別觀察相結合，啟迪打好專業基礎，觀察其科研潛質，王博始終把學生當作有潛力的未來科研工作者來培養。“導師這個概念，就是要引導，重在展示思考過程，而未必要求學生走自己的路，錘煉思想是關鍵。我經常對學生說，如果你們每個人的想法全是出自于我，那我的教育是失敗的，你就變成了一個普通的工人。我希望我的idea 啟發你以后，你能夠舉一反三，教學相長。在這樣的過程中本科生能夠得到快速的提升。”
在王博的實驗室，本科生進入實驗室已經形成常態，也形成了“四部曲”標準模式。剛進入實驗室的本科生，首先是接受嚴格的安全培訓，學習規章制度和儀器操作使用規范，并通過安全操作考試，才允許接觸實驗。第二階段，本科生要通過重復經典實驗，來扎實基礎知識，鍛煉實驗技能，這些經典實驗往往來自課題組或者國外研究成果。第三步，配備研究生“小師傅”“傳幫帶”，帶領本科生參與團隊研究中。第四步，就是在確保安全的前提下，放手讓本科生去做開創性的探索研究。
“本科生剛來的時候，思維上還是停留在教科書上設計好的實驗，這與做科研區別很大。這就需要他們改變思維，并且保持質疑的態度，有獨立檢索信息的能力，調研文獻，參與實驗。做實驗的過程中，探討交流，思想上跟進前沿，最終形成獨立的思考力、判斷力和創新力。”作為一名實驗室的“小師傅”，博士生陳宜法總是這樣建議實驗室本科生的。
王博教授的學生在實驗室
“本科生進實驗室”，使得他們能夠有機會接觸一線平臺和前沿研究，是非常好的鍛煉機會。李思清就是受益者，剛上大二時，她就開始參與實驗室的每周例會，聽師兄師姐匯報工作，了解課題組研究方向、內容和遇到的問題，也探索自己感興趣的研究方向。當李思清表示自己對文獻閱讀和論文寫作感到壓力大時，王博老師指導她正確的方式。“王老師說不要被文獻束縛，根據文獻結論，要學會做自己的判斷，文獻中什么可取，什么可以舍棄，在這個過程中，如何篩選信息，讓我受益匪淺”。
王博教授的另一位“得意門生”，裴筱琨，也是本科階段就來到實驗室，參與MOF材料的研究，已經本科畢業的她，被美國加州大學伯克利分校直接錄取為博士生繼續攻讀化學專業，并獲得全額獎學金。裴筱琨也成為這所世界名校國際排名第一的化學專業，招收的第一位北理工學生。面試時，國際頂級化學專家學者們，圍繞MOF材料輪番提問，裴筱琨應答自如，讓專家們驚嘆于一個本科生竟然能用如此簡易的設備，完成令業界矚目的研究成果。裴筱琨過硬的科研素質和獨特的創新思想，給專家們留下了深刻的印象，最終她在美國加入了“師爺”，也就是王博的博士導師、諾貝爾獎熱門人選Omar M. Yaghi教授的課題組。
教書育人，育人為本
“低年級本科生應該先把基礎夯實，踏踏實實地做好現在的事情。當選擇和興趣開始形成的時候，再去做一個理性的判斷，覺得你最終喜歡干什么，能干什么，能干好什么，然后去認真做好。導師需要幫他們做好職業的規劃和輔導，調動他們的積極性和內心的興趣，燃起他們的激情。但是不要手把手地讓他們沿著我們的足跡亦步亦趨。”王博不僅僅是學生們傳道、授業、解惑的老師，也是他們的“人生導師”。
本科階段是學生走向社會的過渡階段，由于積累和視野的關系，人生規劃處于慢慢形成期，最容易產生迷茫。正是看清了這一點，王博認為導師需要及早地引導本科生，觀察、發現他們適合走什么道路，幫助他們撥開迷霧，對不同的人生路徑做利弊分析，如果要達到某個路徑，需要滿足什么條件，如何合理安排時間。
因此，在本科生的課堂上，王博總是把傳遞基本理念、基礎知識和前沿科研成果相結合。“大一學生往往以高中的學習方法來看待書本知識，太死板。老師應該引導他們適應大學學習，多一點啟迪和啟發，授人以魚不如授人以漁。只要學生掌握了要領，不需要去死記硬背，那樣沒有意義。”對本科生的培養，王博還形成了自己“打獵理論”。第一個階段，把打好的獵物扔在路上讓學生去撿；第二個階段，告訴學生哪條路有獵物，讓學生自己去打；第三個階段，即開始探索科學前沿，相當于在黑暗中打獵，“憑著經驗、勇敢和好奇，你就可以堅持走下去，這樣才能有重大開創性發現”。
在國外學習和工作的經歷，使王博的育人理念充滿“中西合璧”的思考。把中國的注重基礎扎實與國外強調興趣和自學結合起來，知識過硬還充滿科研熱情，這樣才能培養出具有競爭力的領軍人才。“王博老師太有魅力了。他教我無機化學，并不是一味灌輸知識，而是側重啟發我們思考，引導我們熱愛化學，對化學保持熱情，并對我們的科研工作做整體把控和有力指導。”已經研二的學生張聖晗如此表達對導師欽佩。
王博教授和學生們
“去校外購買設備，如何與人打交道、如何與其他的課題組合作、如何在專家學者面前做報告……”，王博的言傳身教都融匯在對學生具體、實際問題的指導中，學生們學到的絕不僅僅是知識，還有做人的道理、處事的方法和觀察社會的角度。指導學生，老師也應該胸懷天下。“王老師對科研成果的產業化過程很了解，他很明白把實驗室的成果投入產業里會遇到的問題，能夠把科研成果和社會的真正需要結合起來。科研不能只停留在實驗室階段，要為國家、為社會、為大眾帶來實際效益。” 博士生陳宜法從導師身上學到的不僅僅是知識，更有一名科研工作者的社會責任。
2016年，王博老師團隊里的陳宜法和李思清同學雙雙獲得學校的徐特立一等獎學金。他們的成績得到了廣泛的認可。
國家創建“雙一流”的大幕已經徐徐拉開，建設中國特色世界一流理工大學，就要培養世界一流的人才，作為一名優秀的科研工作者、一名青年教師，王博與學生的點點滴滴，為我們做好人才培養工作，提供借鑒。
